腸管マクロファージの PIR-B を介する腸内環境整備機構の解明

中山勝

東北大学加齢医学研究所生体防御学分野

緒文

助教

motif（ITIM）を持つ抑制性免疫レセプターとして既に

言

4)

様々な細菌感染に対する初期の生体防御機構とし報告されている 。我々は、PIR-B は S. aureus と結合て、マクロファージを中心とした自然免疫系細胞が作動することによって ITIM を介して TLR の炎症シグナルをし、炎症反応の惹起および細菌の除去を担う。マクロ

抑制することを報告した 。

3)

ファージは、各々の細菌種を識別し、各々に応じて異な本研究では、PIR–B が他の細菌種に結合するか否か検る応答をすると考えられるが、そのメカニズムとして、討した結果、大腸菌およびヒトなどの胃に生息するピロマクロファージに発現する多様な Pattern recognition

リ菌に結合することを見出した。ピロリ菌の感染は慢性receptors（PRRs）が各々の細菌を識別し異なるシグナル胃炎、十二指腸潰瘍のみならず胃癌の発生につながるこを伝達すると考えられる。PRRs は “ トランス（遠距離）型 ”とが知られている。そこで、マクロファージのピロリ菌1)と “ シス（近距離）型 ” の二つに大別される 。トランスおよび大腸菌に対する免疫応答に PIR–B がどのように型レセプターとして Toll-like receptors（TLRs）がよく知関与するか検討した。さらに PIR–B の腸管膜リンパ節られている。TLRs は LPS、Lipoteicoic acid（LTA）や鞭等における発現パターンについても解析した。

毛といった細菌種間で比較的良く保存された菌体成分を高感度で認識し、主に NF–κB 経路を介して炎症性メ結ディエーターの産生を誘導するため、生体内において細1. PIR-B の種々の細菌への結合能

果抑 制 性 ペ ア 型 レ セ プ タ ー の PIR–B は そ の 細 胞 外 領菌そのものから “ 遠距離 ” においてもその感染を感知す2)るセンサーとしての役割を担っていると考えられる 。

域の Ig 様ドメイン 2 内のループ構造を介して黄色ブ

しかしながら、TLRs は細菌そのものに直接結合するこドウ球菌に結合し、その細胞内領域に存在する ITIMとは出来ない。一方、シス型レセプターとして、FcR やを 介 し て TLR シ グ ナ ル を 抑 制 す る。 同 様 に PIR–B はDectin–1 が挙げられる。FcR は Ig オプソニン化病原体

他の種々の細菌へも結合するか否かについて解析しに、Dectin–1 は酵母由来成分のβ– グルカンに、それぞた。枯草菌（ Bacillus subtilis ）、リステリア菌（ Listeria

れ直接結合して活性化される。これらは、TLRs に比べmonocytogenese ）、 ピ ロ リ 菌（ Helicobacter pylori ）、感度は低く、可溶型の病原体由来成分では活性化されな

緑 膿 菌（ Pseudomonas aeruginosa ）、 お よ び 大 腸 菌

いが、病原体に “ 近距離 ” において、直接結合すること（ Escherichia coli ）を熱処理後に蛍光標識し、NIH3T3 細によって排除することができる。マクロファージはこれ胞あるいは PIR-B/NIH3T3 細胞と 1：10（NIH3T3 細胞：らのトランス型とシス型のレセプターを機能的に相互作細菌）の割合で 37℃ 30 分間培養し、各細胞への細菌用させることによって効率よく病原体を排除すると考えの結合性をフローサイトメトリーにより測定した。そのられる。

結果、PIR-B/NIH3T3 細胞は黄色ブドウ球菌の他にピロ

最近、我々は、マウス骨髄由来マクロファージ cDNA

リ菌および大腸菌に効率良く結合することが判明した

ライブラリーを用いた発現クローニング法により、代表（図 1）。一方、PIR–B に対応する活性化型レセプターの的なグラム陽性菌である黄色ブドウ球菌Staphylococcus

ひとつである PIR–A2h は、アミノ酸レベルで PIR–B とaureus に対する新規シス型レセプターとして Paired Ig–90％以上の高い相同性の細胞外領域を有しているのに3)

like receptor B（PIR–B）を同定した 。PIR–B はその細も関わらず、黄色ブドウ球菌への結合に重要な Ig 様ド

胞 内 領 域 に Immunoreceptor tyrosine-based inhibitory

メイン 2 内のループ構造が PIR–B と異なるため、その1

中山勝

3)

文

細菌への結合能が極めて低いことが判明している 。そいて、Pirb 欠損マウス由来マクロファージを用いて検こで、PIR-B のピロリ菌および大腸菌の結合も同じドメ討した。ピロリ菌、大腸菌、および緑膿菌を熱処理したインを介するか否かについて、PIR–A2h/NIH3T3 細胞後、野生型および Pirb 欠損マウス骨髄由来マクロファーを用いて検討した。その結果、ピロリ菌および大腸菌共

ジに 5：1 あるいは 10：1（細菌：マクロファージ）の割の PIR–A2h への有意な結合は認められなかった。これ

合で刺激し、12 時間後の培養上清中の IL–6 サイトカイらの結果より、PIR-B はその細胞外領域の Ig 様ドメイン量を ELISA により測定した。その結果、野生型マクン 2 内のループ構造を介してピロリ菌および大腸菌にロファージに比べて Pirb 欠損マクロファージではピロ結合することを示唆する。

リ菌に対しておよそ 2 倍の IL–6 産生の亢進が認められた（図２）。一方で、大腸菌および緑膿菌に対する IL–62.

ピロリ菌に対するマクロファージの炎症応答産生については野生型および Pirb 欠損マクロファージにおける PIR-B の抑制作用間において有意差は認められなかった。以上の結果は、

次に我々は、Pirb 遺伝子の欠損がピロリ菌および大PIR-B はピロリ菌に結合して炎症反応を抑制することを腸菌に対する免疫応答にどのように影響を及ぼすかにつ示唆する。

図 1 PIR-B の各種細菌への結合性
NIH3T3、PIR-B/NIH3T3 および PIR-A2h1/NIH3T3 細胞を蛍光標識した各種細菌と 1：10（NIH3T3細胞：細菌）の割合で 37℃ 30 分間培養し、各細胞への細菌の結合を FACS により解析した。

図2

PIR-B 欠損マクロファージはピロリ菌に対する炎症応答が高い野生型およびPIR-B 欠損マウス骨髄由来マクロファージを熱処理したピロリ菌あるいは緑膿菌

5：1 および 10：1（細菌：マクロファージ）の割合で刺激し、12 時間後の培養上清中の IL-6 量を ELISA により測定した。
2

腸管マクロファージの PIR-B を介する腸内環境整備機構の解明

3.

腸管マクロファージおよび樹状細胞上の PIR-B のされる。腸管免疫システムは腸管マクロファージを主体発現とする自然免疫系細胞によって構成される。通常、末梢我 々 は、 腸 管 マ ク ロ フ ァ ー ジ お よ び 樹 状 細 胞 上血や脾臓に存在するマクロファージ様細胞には、Toll–の PIR–B の 発 現 に つ い て 検 討 し た。 腸 管 膜 リ ン パ 節

like receptor（TLR）および NOD ファミリー分子といっ（mesenteric lymph node: MLN）および脾臓をコラゲナーた様々な菌体成分認識レセプターが発現しており、これゼ 処 理 し、CD11b、CD11c あ る い は PIR に 対 す る モらレセプターが活性化されると、主に NF–κB の活性化ノクローナル抗体で染色した。その結果、腸管膜リンパ節および脾臓のいずれにおいても PIR-B は CD11b+を介して炎症性サイトカインが誘導される。腸管マクロファージも他のマクロファージサブセットと同様に細菌

CD11c- マクロファージ、CD11b+ CD11c+ 樹状細胞、および CD11b- CD11c+ 樹状細胞の全てのサブセットに認識レセプターが発現しており、実際に腸内細菌由来成7)分に応答することが最近分かってきた 。しかしながら、高発現していることが判明した。このことから、PIR–B

生理的条件下においてなぜ腸管マクロファージは腸内細は腸管免疫において何らかの役割を担っていることが期菌に反応して炎症を引き起こさないのか、という点につ待できる。

いては不明な点が残されている。今後、PIR–B のその抑制機構への関与について検討する予定である。

考察

本研究により、PIR–B はピロリ菌に結合し、炎症応答要約に抑制的に作用することが判明した。ピロリ菌は全世界我々が黄色ブドウ球菌に結合するマクロファージ受人口の約 2/3 が感染しており、慢性胃炎、十二指腸潰

容 体 と し て 同 定 し た PIR–B は、 ピ ロ リ 菌 や 大 腸 菌 と瘍のみならず胃癌の発生につながることが知られていいった消化管に生息する細菌にも結合することが判明し5,6)。PIR–B による炎症抑制作用がピロリ菌にとってた。さらに PIR–B はマクロファージのピロリ菌に対す有利に働くのか、あるいは宿主の生体防御に有利に作用る炎症反応を抑制すること、PIR–B の発現は腸管マクロするのかは不明であり、今後の検討が必要である。またファージに高発現していることが判明したため、今後、本研究により PIR–B は腸管マクロファージおよび樹状PIR-B の腸管免疫おける生理的役割について解析を進め細胞表面上に発現することも判明した。このことから、る予定である。

る

PIR–B は腸管免疫における重要な役割を持つことが期待

図3

腸管膜リンパ節および脾臓のマクロファージおよび樹状細胞上における PIR-B の発現
コラゲナーゼ処理した脾臓および腸管膜リンパ節（MLN）中の CD11b+ CD11c-（マクロファージ）、CD11b+ CD11c+ 樹状細胞、CD11b- CD11c+ 樹状細胞上の PIR-B の発現を FACS により解析した。

細線および太線はそれぞれコントロール IgG1 抗体および抗 PIR 抗体 6C1 抗体による染色を示す。
3中謝山

勝

辞

本研究を遂行するにあたり、公益財団法人三島海雲記念財団より研究助成を賜りましたことを深く感謝申し上げます。

参考文献1) Underhill DM and Ozinsky A: Annu. Rev. Immunol . ,2002, 20, 825-852
2) Underhill DM and Gantner B: Microbes and Infection . ,2004, 6, 1368-1373
3) Nakayama M, et al. : J. Immunol. , 2007, 178, 4250-4209
4) Takai T: Adv. Immunol . , 2005, 88, 161-192
5) Wilson KT and Crabtree JE. : Gastroenterology , 2007,133, 288-308
6) Department of Health and Human Services, Centers forDisease Control and Prevention. (http://www.cdc.gov/ulcer/
keytocure.htm) 2006, September 287) Strober W: Immunity 2009, 31, 377-388

4

文